摘要：氧气制取实验是初中化学的重难点，实验探究与解题分析中，要引导学生从原理入手，掌握实验方案与设计，合理分析实验流程，完成应用解析。本文立足考题开展问题分析，并总结实验探究的四步透视方法，进行知识梳理归纳，引导学生在探究中思考，获得能力的提升。

　　关键词：初中化学；氧气制取实验；考题；四步；教学

　　实验是化学研究的重要方法，气体制取实验是初中化学的难点，以其为基础命制的考题常作为中考压轴题出现。探究教学中要注意梳理考点，讲解方法，开展思路引导，让学生充分透视考题考点，掌握问题的解析策略。下面以氧气的制取实验为例，探究考题，探讨教学。

　　一、考题再现，解析突破

　　考题：(2022年山东聊城中考卷)化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并回答问题：

　　(1)图1中标号a的仪器名称是______。

　　(2)若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气，可选用的装置组合是______(填字母序号)。

　　(3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为______。

　　主要操作步骤有：①检查装置的气密性；②收集并验满气体；③装入药品；④组装仪器。

　　正确的操作顺序是______(填数字序号)。

　　(4)F是密封良好充满空气的单气阀充气袋，现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c连接之前需进行的一项操作是______。

　　解析：(1)该问题考查实验仪器识别。由图可知，标号为a的仪器名称为分液漏斗。

　　(2)该问题考查氧气的制取、收集装置选取，需要根据实验原理及药品状态来确定发生装置，根据气体的性质来确定收集装置。

　　采用加热高锰酸钾制取氧气的方案，属于固体加热反应，故发生装置可选A，而氧气不溶于水，同时密度比空气大，故可选用向上排水法或者向上排空气法来收集，因此收集装置可选C或E，所以答案为AC或者AE。

　　(3)该问题考查使用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学原理，以及实验流程。对于化学原理，需特别关注两点：一是化学反应的状态，二是特殊生成物的状态符号，如沉淀、气体。而对于化学实验的流程，严格按照组装仪器→检查装置气密性→填装药品→气体收集、验满的先后顺序来进行。

　　过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，则该反应的化学反应方程式为，使用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，实验的步骤为组装仪器、检查装置的气密性，装入药品，收集并验满气体，所以顺序为④①③②。

　　(4)该问题考查氧气收集的注意事项，应用性较强，需从气体纯净性视角进行分析，显然需要排空收集装置内的杂质气体。

　　现用F收集一袋较纯净的氧气，则导气管口b、c连接之前需排尽充气袋内的空气，才能收集到纯净的氧气。

　　评析：上述是关于氧气制取的实验探究题，题设四问，分别从不同视角进行命题考查，涉及实验仪器的辨识、实验装置的选取、化学原理分析、实验流程排序，以及气体收集分析。考题具有以下四大特点，具体如下。

　　一是考点覆盖广，涉及气体制取实验的全考点。

　　二是采用装置选用模式，实验中给出多套实验装置，具有一定的拓展性。

　　三是考查多样化，从两种氧气制取方案来考查，包括加热高锰酸钾、过氧化氢溶液+二氧化锰。

　　四是紧密结合应用，如利用装置F气囊来收集氧气。

　　二、四步透视，教学探讨

　　上述基于氧气制取实验构建问题，多视角、多考点全面考查相关知识。问题涉及化学原理分析、实验装置选用、实验流程安排、气体收集等。对于气体制取实验，教学中可采用思路指导的方式，通过四步探究进行实验透视，从考点知识、逻辑分析、辨析探究等方面来提升学生。四步透视，即立足化学原理，确定实验方案；把握装置特点，辨析化学装置；关注实验过程，开展实验分析；紧密联系实际，实验应用探究。

　　(一)立足化学原理，确定实验方案

　　化学原理是实验开展的基础，对于气体制取也不例外。教学中引导学生充分解读化学原理，根据化学反应方程式来构建实验方案，引导分析要包括以下三点：一是化学原理的物质装置状态，包括反应物、生成物的物理性质；二是确定化学反应的发生条件；三是实验室气体常见的制取原理。

　　以制取氧气为例，实验室制取有以下三种方案，可从实验原理、物质状态、反应条件等方面来对比呈现，如表1所示。探究教学中要引导学生进行列表分析，全方面地呈现化学原理，为后续的实验方案、装置确定打下基础。

　　(二)把握装置特点，辨析化学装置

　　化学实验的装置具有鲜明的特点，对于不同的实验方案需要选用对应的装置。以反应装置为例，要引导学生从以下两点来选取装置：一是物质状态，如固液反应、固固反应、液液反应所选用的装置均有差异；二是反应状态，试管、坩埚可直接加热，而锥形瓶、烧杯则需要垫石棉网。

　　教学中要引导学生基于化学原理来确定实验装置，同时对实验装置进行比较分析。以本实验的氧气制取为例，对于原理1和2的固体加热制取方案，可选取右图2的装置A，而原理3的“固体+液体”常温下的制取方案，可选取右图2的装置B。同时，教学中要拓宽学生思维，多样化实验装置，并引导学生分析比较实验装置，以氧气制取“固体+液体”常温下的制取方案为例，有以下三种实验装置设计，对于不同装置有如下特点。

　　(三)关注实验过程，开展实验分析

　　实验过程是实验探究的关键环节，流程安排的合理性关系到实验成功与否，探究教学中要引导学生明晰实验步骤，掌握实验要点，合理根据实验流程来分析实验。包括实验现象、气体收集装置、实验异常等。

　　对于本实验的氧气制取，采用加热高锰酸钾或氯酸钾制氧气时，实验步骤可分为七步，概括为七字：查、装、定、点、收、移、熄，内容要点及注意事项如下。

　　(1)查：连接装置，检查装置的气密性

　　(2)装：填装药品

　　(3)定：将试管固定在铁架台上

　　(4)点：点燃酒精

　　(5)收：收集气体

　　(6)移：将导管移出槽

　　(7)熄：熄灭酒精灯实验要点：

　　要点1：使用高锰酸钾制取氧气，需要在试管口放置一团棉花，防止高锰酸钾粉末受热飞溅进入导管堵塞导管。

　　要点2：先用酒精灯外焰在试管下方来回移动，使试管均匀受热，然后对准试管内的药品部位集中加热。

　　要点3：停止加热时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽里的水就会被倒吸入热的试管内，使试管炸裂。

　　教学中，让学生铭记实验的七字流程，理解流程的内在逻辑，同时深刻理解上述三大实验要点，理解要点的内在原因，指导学生规范实验，合理分析实验操作。

　　(四)紧密联系实际，实验应用探究

　　化学实验与生活实际有着紧密的联系，主要有两方面：一是从生活中取材设计实验方案，二是将化学反应原理应用于工业生产。

　　教学中要引导学生拓展思维，从应用视角开展实验探究，以氧气的制取实验为例，引导学生从“替代”视角来分析实验，主要包括以下三方面。

　　一是思考实验所需药品在生活中的替代品。

　　二是思考实验所用仪器在生活中的替代品。

　　三是思考气体验满方法的替代方式。

　　同时拓展学生视野，引导学生了解工业上的氧气制法，包括制取方法及制取原理。以工业上分离液态空气法制取氧气。让学生掌握原理，了解流程。

　　(1)原理：利用液态空气中液氮和液氧的沸点不同。

　　(2)过程(见图3)。

　　三、总结思考，提升能力

　　氧气制取实验是初中化学的重要内容，从反应原理、实验装置、实验流程、气体制取视角开展实验分析，总结探究方法是教学的重点。上述所总结的思路指导策略、四步透视方法，可有效引导学生把握实验要点，掌握分析方法，逐步培养实验分析思维。教学中可合理设置实验操作、思考分析、总结归纳等环节，让学生参与实验探究，在探究中思考，在思考中获得能力提升。

　　参考文献：

　　[1]但世辉，李茂炽.数字化实验在中学化学教学中的优势、不足以及应然路径分析[J].中学化学，2022(07)：12-16.

　　[2]曾柳萍.氧气的实验室制取与性质”分组实验设计[J].中学化学教学参考，2022(02)：74-76.